DE19907083A1

DE19907083A1 - Formation of signal sequence, e.g. for mobile radio systems

Info

Publication number: DE19907083A1
Application number: DE1999107083
Authority: DE
Inventors: Bernhard Raaf; Juergen Michel; Andreas Lobinger
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1999-02-19
Filing date: 1999-02-19
Publication date: 2000-08-24

Abstract

The method involves forming a signal sequence (K(i)) of length n, based on a first signal sub-sequence (K1(j)) of length n1, and a second sub-sequence (K2(k)) of length n2. The second signal sub-sequence is repeated n1 times and thereby modulated with the first signal sub-sequence (K1(j)). The signal sequence K(i) is formed by modulating the second signal sub-sequence according to the equation: K(i)=K2(i mod n1) * K1(i div n2).

Description

Die Erfindung betrifft insbesondere ein Verfahren zur Bildung einer zum Zwecke der Synchronisation zumindest zweier Über tragungseinheiten zu übertragenden Signalfolge, sowie ein Verfahren zur Ermittlung einer derart bildbaren Signalfolge und entsprechende Sende- bzw. Empfangseinheiten.The invention particularly relates to a method of formation one for the purpose of synchronizing at least two overs transmission units to be transmitted signal sequence, and a Method for determining a signal sequence that can be formed in this way and corresponding transmitting or receiving units.

Bei Signalübertragungssystemen, wie beispielsweise Mobilfunk systemen, ist es erforderlich, daß einer der Kommunikations partner (erste Übertragungseinheit) bestimmte festgelegte Si gnale erkennt, die von einem anderen Kommunikationspartner (zweite Übertragungseinheit) ausgesandt werden. Dabei kann es sich beispielsweise um sogenannte Synchronisierungs-Bursts (Synchronisierungs-Funkblöcke) zur Synchronisierung zweier Synchronisationspartner, wie beispielsweise Funkstationen, oder um sogenannte Access-Bursts handeln.In signal transmission systems, such as mobile radio systems, it is required that one of the communications partner (first transmission unit) certain specified Si gnale recognizes that from another communication partner (second transmission unit) are sent. It can are, for example, so-called synchronization bursts (Synchronization radio blocks) to synchronize two Synchronization partners, such as radio stations, or so-called access bursts.

Um derartige Empfangssignale gegenüber dem Umgebungsrauschen zuverlässig zu erfassen bzw. zu identifizieren, ist es be kannt, das Empfangssignal fortlaufend über eine festgelegte Zeitdauer mit einer vorgegebenen Signalfolge zu korrelieren und die Korrelationssumme über die Zeitdauer der vorgegebenen Signalfolge zu bilden. Der Bereich des Empfangssignals, der eine maximale Korrelationssumme ergibt, entspricht dem ge suchten Signal. Dem Synchronisationssignal von der Basissta tion eines digitalen Mobilfunksystems ist beispielsweise eine Signalfolge als sogenannte Trainingssequenz vorgeschaltet, die auf die eben beschriebene Weise in der Mobilstation durch Korrelation mit der abgespeicherten Signalfolge erfaßt wird. So können die Mobilstationen mit der Basisstation synchroni siert werden. To receive signals of this type in relation to the ambient noise it is be knows, the received signal continuously over a specified Correlate time duration with a predetermined signal sequence and the correlation sum over the period of the predetermined To form signal sequence. The range of the received signal, the results in a maximum correlation sum corresponds to the ge were looking for signal. The synchronization signal from the base station tion of a digital mobile radio system is, for example Signal sequence upstream as a so-called training sequence, the in the manner just described in the mobile station Correlation with the stored signal sequence is detected. So the mobile stations can synchronize with the base station be settled.

Auch in der Basisstation sind derartige Korrelationsberech nungen beispielsweise bei der Random-Access-Channel (RACH)- Detektion erforderlich. Außerdem wird eine Korrelationsbe rechnung auch zur Bestimmung der Kanalimpulsantwort und der Signallaufzeiten empfangener Signalbursts durchgeführt. Die Korrelationssumme wird dabei wie folgt berechnet:
Correlation calculations of this type are also required in the base station, for example for random access channel (RACH) detection. In addition, a correlation calculation is also carried out to determine the channel impulse response and the signal propagation times of received signal bursts. The correlation sum is calculated as follows:

wobei E(i) eine aus dem Empfangssignal abgeleitete Empfangs signalfolge und K(i) die vorgegebene Signalfolge ist, wobei i von 0 bis n-1 läuft. Die Korrelationssumme Sm wird aufeinan derfolgend für mehrere zeitlich versetzte, aus dem Empfangs signal gewonnene Signalfolgen E(i) berechnet, und dann der maximale Wert von Sm bestimmt. Sollen k aufeinanderfolgende Korrelationssummen berechnet werden, so beträgt der Berech nungsaufwand k . n Operationen, wobei eine Multiplikation und Addition zusammen als eine Operation gezählt wird.where E (i) is a reception derived from the received signal signal sequence and K (i) is the predetermined signal sequence, i runs from 0 to n-1. The correlation sum Sm is on each other consequently for several staggered from reception signal obtained signal sequences E (i) calculated, and then the maximum value of Sm determined. Should be k consecutive Correlation sums are calculated, the calculation is effort k. n operations, multiplication and Addition is counted together as one operation.

Die Berechnung der Korrelationssummen ist daher sehr aufwen dig und erfordert, insbesondere bei Real-Time-Anwendungen wie Sprachkommunikation oder Bildtelefonie oder in CDMA-Systemen, leistungsfähige und daher teure Prozessoren, die bei der Be rechnung einen hohen Stromverbrauch aufweisen. Beispielsweise ist zur Synchronisation des sich in der Standardisierung be findlichen UMTS-Mobilfunksystems eine bekannte Signalfolge der Länge 256 Chips (bei CDMA wird ein übertragenes Bit auch Chip genannt) zu ermitteln. Die Folge wird alle 2560 Chips wiederholt. Da die Mobilstation anfangs asynchron zum Chiptakt arbeitet, muß das Empfangssignal überabgetastet wer den, um auch bei ungünstiger Abtastlage noch ein ausreichen des Signal zu erhalten. Dies führt aufgrund der Abtastung der I- und Q-Komponente zu 256 . 2560 . 2 . 2 = 2621440 Operationen. The calculation of the correlation sums is therefore very expensive dig and requires, especially in real-time applications such as Voice communication or video telephony or in CDMA systems, powerful and therefore expensive processors used in the Be have high electricity consumption. For example is for synchronization of the standardization sensitive UMTS mobile radio system a known signal sequence the length is 256 chips (with CDMA a transmitted bit is also Called chip). The result will be every 2560 chips repeated. Since the mobile station is initially asynchronous to the Chip clock works, the received signal must be oversampled to be sufficient even with an unfavorable scanning position to get the signal. This leads to the sampling of the I and Q components of 256. 2560. 2nd 2 = 2621440 operations.

Der Erfindung liegt auch die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und Anordnungen anzugeben, die es erlauben, Signalfolgen der Länge 256 zu bilden, und damit Signalfolgen der Länge 256 an zugeben, die in übertragenen Empfangssignalfolgen leicht zu ermitteln sind. Der Erfindung liegt auch die Aufgabe zugrun de, ein Verfahren und Anordnungen anzugeben, die es erlauben, diese Signalfolgen der Länge 256 durch die Bildung von Korre lationssummen vergleichsweise einfach zu ermitteln.The invention is also based on the object of a method and specify arrangements that allow signal sequences of the Form length 256, and thus signal sequences of length 256 admit that in transmitted receive signal sequences easily are determined. The invention is also based on the object en to provide a procedure and instructions that allow these signal sequences of length 256 by the formation of corrections Lation sums comparatively easy to determine.

Gelöst wird die Aufgabe durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche. Weiterbildungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen.The task is solved by the characteristics of the independent Claims. Further training is to the subclaims remove.

Die Erfindung beruht auf dem Gedanken, Signalfolgen der Länge 256 zu bilden, indem eine zweite Signalteilfolge der Länge 16 16 mal wiederholt wird und dabei mit der ersten Signalteil folge moduliert wird, und dabei bestimmte ausgewählte Si gnalteilfolgenpaare zu verwenden.The invention is based on the idea of signal sequences of length 256 to be formed by a second partial signal sequence of length 16 Is repeated 16 times and with the first signal part is modulated, and thereby certain selected Si to use signal sequence pairs.

Dadurch können Signalfolgen gebildet werden, die, wenn sie in einer Empfangssignalfolge enthalten sind, leicht ermittelt werden können.This allows signal sequences to be formed which, when in a received signal sequence are easily determined can be.

Durch die Angabe des Verfahrens zur Bildung von Signalfolgen liegen auch die Signalfolgen, die durch ein derartiges Ver fahren gebildet werden können oder erhältlich sind, im Rahmen der Erfindung. Insbesondere auch deren Verwendung in Daten übertragungssystemen, insbesondere zum Zwecke der Synchroni sation einer Mobilstation mit einer BasisstationBy specifying the procedure for forming signal sequences are also the signal sequences caused by such a Ver driving can be formed or are available in the frame the invention. In particular, their use in data transmission systems, in particular for the purpose of synchronization sation of a mobile station with a base station

Zur Ermittlung einer in einer Empfangssignalfolge enthaltenen vorgegebenen Signalfolge mittels der Bestimmung von Korrela tionssummen wird eine Teilkorrelationssummenfolge der zweiten Signalteilfolge mit entsprechenden Teilen der Empfangssignal folge berechnet. Zur Berechnung einer Korrelationssumme wer den n1 Elemente der Teilkorrelationssummenfolge ausgewählt und im Sinne eines Skalarproduktes mit der ersten Signalteil folge multipliziert.To determine a contained in a received signal sequence predetermined signal sequence by determining correlates tion sums becomes a partial correlation sum sequence of the second Partial signal sequence with corresponding parts of the received signal sequence calculated. To calculate a correlation sum who selected the n1 elements of the partial correlation sum sequence and in the sense of a scalar product with the first signal part follow multiplied.

Bei einer Weiterbildung der Erfindung werden einmal berechne te Teilkorrelationssummen abgespeichert und zur Berechnung weiterer Korrelationssummen verwendet.In a further development of the invention, calculations are made once partial correlation sums are saved and used for calculation other correlation sums are used.

So ist es möglich, bei der Berechnung weiterer Korrelations summen vorher schon berechnete Teilkorrelationssummen zu ver wenden und so den Rechenaufwand enorm zu verringern.So it is possible when calculating further correlations to sum previously calculated partial correlation sums turn and thus reduce the computational effort enormously.

Unter Empfangssignalfolge versteht man auch eine Signalfolge, die beispielsweise durch eine Demodulation, Filterung, Dero tation, Skalierung oder Analog-/Digitalwandlung aus einem empfangenen Signal abgeleitet wurde.The received signal sequence is also understood to mean a signal sequence which, for example, by demodulation, filtering, dero tation, scaling or analog / digital conversion from one received signal was derived.

Im folgenden wird die Erfindung anhand verschiedener Ausfüh rungsbeispiele näher beschrieben, zu deren Erläuterung die nachfolgend aufgelisteten Figuren dienen:In the following the invention is based on various embodiments Rungsbeispiele described in more detail to explain them Figures listed below serve:

Fig. 1 schematische Darstellung eines Mobilfunknetzes. Fig. 1 shows a schematic representation of a mobile radio network.

Fig. 2 Blockschaltbild einer Funkstation. Fig. 2 block diagram of a radio station.

Fig. 3 herkömmliches Verfahren zur Berechnung von Korrelati onssummen. Fig. 3 conventional method for calculating correlation sums.

Fig. 4 Darstellung erfindungsgemäßer Signalfolgen und Si gnalteilfolgen. Fig. 4 representation of signal sequences according to the invention and signal sequences.

Fig. 5 schematische Darstellung der Bildung der erfindungs gemäßen Signalfolge. Fig. 5 shows a schematic representation of the formation of the signal sequence according to the Invention.

Fig. 6, 7 und 8 schematische Darstellung eines Verfahrens zur Berechnung einer Korrelationssumme. Fig. 6, 7 and 8 are schematic illustration of a method for calculating a correlation sum.

Fig. 9 und 10 schematische Darstellung einer Ausführungsva riante eines Verfahrens zur Bildung der Korrelationssunme FIGS. 9 and 10 schematic representation of a Ausführungsva riante a method for forming the Korrelationssunme

Fig. 11 Performancediagramm. Fig. 11 performance diagram.

In Fig. 1 ist ein zellulares Mobilfunknetz, wie beispiels weise das GSM (Global System for Mobile Communication)-System dargestellt, das aus einer Vielzahl von Möbilvermittlüngs stellen MSC besteht, die untereinander vernetzt sind, bzw. den Zugang zu einem Festnetz PSTN/ISDN herstellen. Ferner sind diese Mobilvermittlungsstellen MSC mit jeweils zumindest einem Basisstationscontroller BSC verbunden, der auch durch ein Datenverarbeitungssystem gebildet sein kann. Eine ähnli che Architektur findet sich auch in einem UMTS (Universal Mo bile Telecommunication System).In Fig. 1 is a cellular mobile network, such as the GSM (Global System for Mobile Communication) system shown, which consists of a variety of Möbilvermittlünds MSC, which are networked with each other, or access to a fixed network PSTN / ISDN produce. Furthermore, these mobile switching centers MSC are each connected to at least one base station controller BSC, which can also be formed by a data processing system. A similar architecture can also be found in a UMTS (Universal Mobile Telecommunication System).

Jeder Bäsisstationscontroller BSC ist wiederum mit zumindest einer Basisstation BS verbunden. Eine solche Basisstation BS ist eine Funkstation, die über eine Funkschnittstelle eine Funkverbindung zu anderen Funkstationen, sogenannten Mobil stationen MS aufbauen kann. Zwischen den Mobilstationen MS und der diesen Mobilstationen MS zugeordneten Basisstation BS können mittels Funksignalen Informationen innerhalb von Funk kanälen f die innerhalb von Frequenzbändern b liegen, über tragen werden. Die Reichweite der Funksignale einer Basissta tion definieren im wesentlichen eine Funkzelle FZ.Each base station controller BSC is at least with a base station BS connected. Such a base station BS is a radio station that uses a radio interface Radio connection to other radio stations, so-called mobile can build MS stations. Between the mobile stations MS and the base station BS assigned to these mobile stations MS can use radio signals to transmit information within radio channels f that lie within frequency bands b will wear. The range of the radio signals of a base station tion essentially define a radio cell FZ.

Basisstationen BS und ein Basisstationscontroller BSC können zu einem Basisstationssystem BSS zusammengefaßt werden. Das Basisstationssystem BSS ist dabei auch für die Funkkanalver waltung bzw. -zuteilung, die Datenratenanpaßung, die Überwa chung der Funkübertragungsstrecke, Hand-Over-Prozeduren, und im Falle eines CDMA-Systems für die Zuteilung der zu verwen denden Spreizcodesets, zuständig und übermittelt die dazu nö tigen Signalisierungsinformationen zu den Mobilstationen MS. Base stations BS and a base station controller BSC can be combined into a base station system BSS. The Base station system BSS is also for radio channel ver administration or allocation, data rate adjustment, monitoring of the radio transmission link, hand-over procedures, and in the case of a CDMA system for the allocation of the spreading code sets, responsible and transmits the nö term signaling information to the mobile stations MS.

Im Falle eines Duplex-Systems können bei FDD (Frequency Divi sion Duplex)-Systemen, wie dem GSM-System, für den Uplink u (Mobilstation (Sendeeinheit) zur Basisstation (Empfangs einheit)) andere Frequenzbänder vorgesehen sein als für den Downlink d (Basisstation (Sendeeinheit) zur Mobilstation (Empfangseinheit)). Innerhalb der unterschiedlichen Frequenz bänder b können durch ein FDMA (Frequency Division Multiple Access) Verfahren mehrere Frequenzkanäle f realisiert werden.In the case of a duplex system, FDD (Frequency Divi sion duplex) systems, such as the GSM system, for the uplink and (Mobile station (transmitting unit) to the base station (receiving unit)) other frequency bands than for the Downlink d (base station (transmitter unit) to the mobile station (Receiving unit)). Within the different frequency bands b can be replaced by an FDMA (Frequency Division Multiple Access) method multiple frequency channels f can be realized.

Im Rahmen der vorliegenden Anmeldung versteht man unter Über tragungseinheit auch Kommunikationseinheit, Sendeeinheit, Empfangseinheit, Kommunikationsendgerät, Funkstation, Mobil station oder Basisstation. Im Rahmen dieser Anmeldung verwen dete Begriffe und Beispiele beziehen sich auch oft auf ein GSM-Mobilfunksystem; sie sind jedoch keineswegs darauf be schränkt, sondern können anhand der Beschreibung von einem Fachmann auch leicht auf andere, gegebenenfalls zukünftige, Mobilfunksysteme, wie CDMA-Systeme, insbesondere Wide-Band- CDMA-Systeme abgebildet werden.In the context of the present application, one understands about carrying unit also communication unit, transmitting unit, Receiver unit, communication terminal, radio station, mobile station or base station. Use in the context of this registration Terms and examples often refer to GSM mobile radio system; however, they are in no way concerned limits, but can based on the description of one Specialist also easily to other, possibly future, Mobile radio systems, such as CDMA systems, especially wide-band CDMA systems are mapped.

Mittels Vielfachzugriffsverfahren können Daten über eine Funkschnittstelle effizient übertragen, separiert und einer oder mehreren bestimmten Verbindungen bzw. dem entsprechenden Teilnehmer zugeteilt werden. Dazu kann ein Zeitvielfachzu griff TDMA, ein Frequenzvielfachzugriff FDMA, ein Codeviel fachzugriff CDMA oder eine Kombination aus mehreren dieser Vielfachzugriffsverfahren eingesetzt werden.Using multiple access methods, data can be accessed via a Radio interface efficiently transmitted, separated and one or several specific compounds or the corresponding Participants will be allocated. A time multiple can do this attacked TDMA, a frequency division multiple access FDMA, a code lot subject access CDMA or a combination of several of these Multiple access procedures are used.

Beim FDMA wird das Frequenzband b in mehrere Frequenzkanäle f zerlegt; diese Frequenzkanäle werden durch den Zeitvielfach zugriff TDMA in Zeitschlitze ts aufgeteilt. Die innerhalb ei nes Zeitschlitzes ts und eines Frequenzkanals f übertragenen Signale können durch verbindungsindividuelle den Daten aufmo dulierte Spreizcodes, sogenannte CDMA-Codes cc separiert wer den. In FDMA, frequency band b is divided into several frequency channels f disassembled; these frequency channels are multiplied by time access TDMA divided into time slots ts. The inside egg nes time slot ts and a frequency channel f transmitted Signals can monitor the data through connection-specific dulated spreading codes, so-called CDMA codes cc who separated the.

Die so entstehenden physikalischen Kanäle werden nach einem festgelegten Schema logischen Kanälen zugeordnet. Bei den lo gischen Kanälen unterscheidet man grundsätzlich zwei Arten: Signalisierungskanäle (bzw. Steuerkanäle) zur Übertragung von Signalisierungsinformationen (bzw. Steuerinformationen) und Verkehrskanäle (Traffic Channel TCH) zur Übertragung von Nutzdaten.The physical channels created in this way are classified according to a assigned scheme to logical channels. In the lo There are basically two types of channels: Signaling channels (or control channels) for the transmission of Signaling information (or control information) and Traffic channels (TCH) for the transmission of User data.

Die Signalisierungskanäle werden weiter unterteilt in:
The signaling channels are further divided into:

- broadcast channels
- Common control channels
- Dedicated / Access Control Channel DCCH / ACCH

Zu der Gruppe der Broadcast Channels gehören der Broadcast Control Channel BCCH, durch den die MS funktechnische Infor mationen vom Basisstationssystem BSS erhält, der Frequency Correction Channel FCCH und der Synchronization Channel SCH. Zu den Common Control Channels gehört der Random Access Chan nel BACH. Die zur Realisierung dieser logischen Kanäle über tragenen Funkblöcke oder Signalfolgen können dabei für unter schiedliche Zwecke Signalfolgen K(i) sog. Korrelationsfolgen enthalten, bzw. auf diesen logischen Kanälen können für un terschiedliche Zwecke Signalfolgen K(i) übertragen werden.Broadcast channels belong to the group of broadcast channels Control Channel BCCH, through which the MS radio information mations from the base station system BSS, the frequency Correction Channel FCCH and the Synchronization Channel SCH. The Random Access Chan belongs to the Common Control Channels nel BACH. Which are used to implement these logical channels carried radio blocks or signal sequences can be used for under different purposes signal sequences K (i) so-called correlation sequences contain, or on these logical channels for un Different purposes signal sequences K (i) are transmitted.

Im folgenden wird beispielhaft ein Verfahren zur Synchronisa tion einer Mobilstation MS mit einer Basisstation BS erläu tert: Während eines ersten Schritts der anfänglichen Basis stationssuche oder Zellensuche (initial cell search procedu re) verwendet die Mobilstation den primären Synchronisations kanal (primary synchronisation channel SCH (PSC)), um eine Zeitschlitzsynchronisation mit der stärksten Basisstation zu erreichen. Dies kann durch einen angepaßten Filter (matched filter) oder eine entsprechende Schaltung gewährleistet wer den, der an den primären Synchronisationscode cp, der von al len Basisstationen ausgesendet wird, angepaßt ist. Dabei wird von allen Basisstationen BS der gleiche primäre Synchronisa tionscode cp der Länge 256 ausgesendet. The following is an example of a method for synchronizing tion of a mobile station MS with a base station BS tert: During a first step of the initial base station search or cell search (initial cell search procedu re) the mobile station uses the primary synchronization channel (primary synchronization channel SCH (PSC)) to a Time slot synchronization with the strongest base station too to reach. This can be done with a matched filter (matched filter) or a corresponding circuit ensures who the one to the primary synchronization code cp, that of al len base stations is broadcast, is adjusted. Doing so the same primary synchronization from all base stations BS tion code cp length 256 sent.

Die Mobilstation ermittelt mittels Korrelation aus einer Emp fangsfolge die empfangenen Signalfolgen K(i) nach einem Prin zip, das in den Fig. 6 bis 10 und zugehöriger Beschreibung erläutert ist. Dabei werden am Ausgang eines angepaßten Fil ters (matched Filter) für jede empfangene Signalfolge jeder sich innerhalb des Empfangsbereichs der Mobilstation befind lichen Basisstation Peaks ausgegeben. Die Detektion der Posi tion des stärksten Peaks ermöglicht die Ermittlung des Ti mings der stärksten Basisstation modulo der Schlitzlänge. Um eine größere Verlässlichkeit zu gewährleisten, kann der Aus gang des angepaßten Filters über die Anzahl der Zeitschlitze nicht-kohärent akkumuliert werden. Die Mobilstation führt al so eine Korrelation über eine Signalfolge der Länge 256 Chips als Matched-Filter-Operation durch.The mobile station uses correlation to determine the received signal sequences K (i) from a received sequence according to a principle which is explained in FIGS . 6 to 10 and the associated description. Peaks are output at the output of a matched filter (matched filter) for each received signal sequence of each base station located within the reception range of the mobile station. The detection of the position of the strongest peak enables the timing of the strongest base station to be determined modulo the slot length. In order to ensure greater reliability, the output of the adapted filter can be accumulated non-coherently over the number of time slots. The mobile station thus carries out a correlation over a signal sequence with a length of 256 chips as a matched filter operation.

Der Synchronisationscode cp ist dabei entsprechend einer Si gnalfolge K(i) nach einem Prinzip, wie in Fig. 5 und zugehö riger Beschreibung erläutert, gebildet oder kann derart ge bildet sein oder ist derart erhältlich. Die Signalfolge K(i) bzw. der Synchronisationscode cp der Länge 256 ist dabei aus zwei Signalteilfolgen K1(j), K2(k), die jeweils die Länge 16 aufweisen, gebildet oder kann derart gebildet werden. Diese Signalteilfolgen bilden dabei ein Signalteilfolgenpaar (K1(j); K2(k)).The synchronization code cp is formed in accordance with a signal sequence K (i) according to a principle, as explained in FIG. 5 and associated description, or can be formed in such a way or is obtainable in this way. The signal sequence K (i) or the synchronization code cp of length 256 is formed from two signal sub-sequences K1 (j), K2 (k), each of which has a length of 16, or can be formed in this way. These partial signal sequences form a pair of partial signal sequences (K1 (j); K2 (k)).

Eine derart erhältliche Signalfolge K(i) kann dabei auch "hierarchische Signalfolge" genannt werden. Eine Signalteil folge kann auch "kurze Korrelationsfolge" genannte werden.A signal sequence K (i) obtainable in this way can also "hierarchical signal sequence" are called. A signal part sequence can also be called a "short correlation sequence".

Durch die Verwendung einer bzw. eines derart gebildeten oder bildbaren Signalfolge bzw. Synchronisationscodes cp kann der Rechenaufwand bei der Korrelationssummenberechnung zur Er mittlung der Signalfolge K(i) in der empfangenden Mobilstati on MS zum Zwecke der Synchronisation erheblich verringert werden. Through the use of a so formed or signal sequence or synchronization code cp that can be formed Computational effort in the correlation sum calculation for Er averaging of the signal sequence K (i) in the receiving mobile status on MS significantly reduced for the purpose of synchronization become.

Die Autokorrelationsfunktion einer durch zwei Signalteilfol gen gebildeten Signalfolge K(i) hat allerdings im Gegensatz zu einem in herkömmlichen Verfahren verwendeten orthogonalen Gold-Code im allgemeinen schlechtere Autokorrelationseigen schaften. Sie weist beispielsweise höhere Nebenmaxima und ei nen höheren Effektivwert der Nebenminima auf. Außerdem zeigen UMTS-Link-Level-Simulationen, daß bei Verwendung derartiger Signalfolgen K(i) im PSC- zur Slotsynchroriisation bei einem Frequenzversatz zwischen Sender und Empfänger der Synchroni sationsfehler im Gegensatz zur Verwendung eines orthogonalen Gold-Codes im allgemeinen höher ist.The autocorrelation function of one by two signal subfol gene signal sequence K (i) has in contrast to an orthogonal one used in conventional methods Gold code generally has poorer autocorrelation properties create. For example, it has higher secondary maxima and egg higher rms value of the secondary minima. Also show UMTS link level simulations that when using such Signal sequences K (i) in PSC- for slot synchronization at one Frequency offset between transmitter and receiver of the Synchroni sation error as opposed to using an orthogonal Gold codes are generally higher.

Durch aufwendige eigens für diesen Zweck geschaffene Simula tionswerkzeuge konnten jedoch Signalteilfolgenpaare (K1(j); K2(k)) ermittelt werden, auf deren Basis, wie oben er läutert, Signalfolgen K(i) gebildet werden können oder bild bar sind, die insbesondere zur Synchronisation zwischen Ba sisstation und Mobilstation auch bei einem höherem Frequenz versatz zwischen Sender und Empfänger zuverlässig ermittelt werden können. Dabei wurde bei den Simulationen für das UMTS- System auch von einem Frequenzversatz von 10 kHz ausgegangen. Durch die Verwendung derartiger Signalfolgen K(i) wird der Berechnungsaufwand zur Berechnung der Korrelationssummen er heblich verringert ohne eine gleichzeitige Erhöhung des Syn chronisationsfehlers in Kauf nehmen zu müssen. Außerdem kann auf den Einsatz teurer Quarze im Empfänger zur Frequenzstabi lisierung verzichtet werden.Through elaborate simula created especially for this purpose tion tools could, however, signal substring pairs (K1 (j); K2 (k)) can be determined on the basis thereof, as above refines, signal sequences K (i) can be formed or image are bar, which in particular for synchronization between Ba sisstation and mobile station even at a higher frequency Offset between sender and receiver reliably determined can be. The simulations for the UMTS System also assumed a frequency offset of 10 kHz. By using such signal sequences K (i) the Calculation effort to calculate the correlation sums significantly reduced without a simultaneous increase in syn having to accept chronization errors. Besides, can on the use of expensive crystals in the receiver for frequency stabilization be omitted.

Durch die aufwendigen Simulationen konnte eine Menge von Si gnalteilfolgenpaaren (K1(j); K2(k)), die in Tabelle 1 in hexa dezimaler Darstellung angeführt ist, ermittelt werden, auf deren Basis Signalfolgen K(i) bildbar sind, die sowohl bei Frequenzversatz null zwischen Sender und Empfänger, als auch bei einem größeren Frequenzversatz beim Einsatz für Synchro nisationszwecke einen kleinen Synchronisationsfehler aufwei sen (siehe auch Performancediagramm in Fig. 11). Die in he xadezimaler Darstellung aufgeführten 4-stelligen Signalteil folgen stehen jeweils für die im Rahmen der Erfindung in der Regel verwendete entsprechende 16-stellige binäre Signalteil folge.Due to the complex simulations, a number of signal sequence pairs (K1 (j); K2 (k)), which are listed in hexadecimal form in Table 1, could be determined, on the basis of which signal sequences K (i) can be formed, Frequency offset zero between transmitter and receiver, as well as a small synchronization error in the case of a larger frequency offset when used for synchronization purposes (see also performance diagram in FIG. 11). The 4-digit signal part shown in the he xadecimal representation each stand for the corresponding 16-digit binary signal part generally used in the context of the invention.

Bei aufwendigen Simulationen stellte sich heraus, daß die Verwendung einer Signalfolge K(i), die sowohl bei kleineren als auch bei größeren Frequenzfehlern (Frequenzversatz) gute Synchronisationseigenschaften aufweist besonders vorteilhaft ist. Daraus folgt eine bevorzugte Wahl von Signalteilfolgen paaren (K1(j); K2(k)), aus denen derartige Signalfolgen K(i) erhältlich oder bildbar sind. Die Berechnung der Autokorrela tionsfunktion in Abhängigkeit von dem Frequenzfehler stellte sich dabei als besonders geeignet zur Beurteilung der Syn chronisationseigenschaften einer durch ein Signalteilfolgen paar (K1(j); K2(k)) gebildeten Signalfolge K(i) heraus.With complex simulations it turned out that the Use of a signal sequence K (i), both in smaller as well as with larger frequency errors (frequency offset) Has synchronization properties particularly advantageous is. This results in a preferred choice of partial signal sequences pair (K1 (j); K2 (k)), from which such signal sequences K (i) are available or can be formed. Calculating the autocorrela tion function depending on the frequency error proved to be particularly suitable for assessing the syn Chronization properties of a sequence of signals pair (K1 (j); K2 (k)) signal sequence K (i) formed.

Zur Auswahl dieser Signalteilfolgenpaare (K1(j); K2(k)) können dabei auch folgende Kriterien herangezogen werden:
The following criteria can also be used to select these partial signal sequence pairs (K1 (j); K2 (k)):

- Autocorrelation function: The calculation of the autocorrelation function, taking into account a frequency offset between the transmitter and receiver unit, can also be carried out according to the following formula:

κ Versatz
n Länge der Folge
i Index
f_d κ offset
n length of the sequence
i index
f _d

Frequenzversatz
t_a Frequency offset
t _a

AbtastintervallSampling interval

Dabei können die Werte a(κ) für κ = 0..n-1 berechnet werden. Ergeben sich mehrere Signalteilfolgenpaare, die ein gleich gutes Verhältnis von Hauptmaximum zum maximalen Nebenmaximum in der Autokorrelationsfunktion der resultierenden Signalfol ge K(i) zur Folge haben, so können im weiteren die Si gnalteilfolgenpaare, die einen geringeren Effektivwert der Nebenminima zur Folge haben, ausgewählt werden. Dabei soll das Verhältnis von Hauptmaximum zum maximalen Nebenmaximum möglichst groß sein und der Effektivwert der Nebenminima mög lichst klein. Durch anschließende Link-Level-Simulationen für beispielsweise das UMTS System können Signalteilfolgenpaare ermittelt werden, die sich bei Frequenzfehler 0 kHz und 5 KHz und 10 kHz hinsichtlich des Synchronisationsfehlers ähnlich gut verhalten, wie ein herkömmlicher orthogonaler Gold-Code, der nichthierarchisch aufgebaut ist, und für die Synchronisa tion bekanntermaßen sehr gute Eigenschaften aufweist.The values a (κ) can be calculated for κ = 0..n-1. If there are several pairs of signal sequences, the same good ratio of the main maximum to the maximum secondary maximum in the autocorrelation function of the resulting signal fol ge K (i) result, the Si Signal sequence pairs that have a lower effective value of the Side minima have to be selected. In doing so the ratio of the main maximum to the maximum secondary maximum be as large as possible and the effective value of the secondary minima possible as small as possible. Through subsequent link-level simulations for for example, the UMTS system can have partial signal sequences can be determined, which is in the event of frequency errors 0 kHz and 5 KHz and 10 kHz are similar in terms of synchronization error behave well, like a conventional orthogonal gold code, which is not hierarchical, and for the Synchronisa tion is known to have very good properties.

- Missed detection rate: select the signal substring pairs by comparing the missed detection rate when performed complete simulations.
- Detection probabilities for a given frequency error and given SNR on AWGN channels.

Es zeigte sich, daß neben den Signalteilfolgenpaaren (K1(j), K2(k)), die aus einer Menge von Signalteilfolgenpaaren (K1(j), K2(k)), die in Tabelle 1 der Beschreibung angeführt ist, entnommen sind, auch bestimmte Signalteilfolgenpaare, die von einem aus dieser Menge entnommenen Signalteilfolgen paar (K1(j); K2(k)) abgeleitet sind, zu Signalfolgen mit ähn lich guten Eigenschaften hinsichtlich ihrer Verwendung zum Zwecke der Synchronisation führen. Es zeigte sich, daß aus jedem der in Tabelle 1 aufgeführten Signalteilfolgenpaare 15 weitere Signalteilfolgenpaare mit ähnlich guten Eigenschaften ableitbar sind. Im folgenden werden diese aus einem aus der in Tabelle 1 angeführten Menge entnommenen Signalteilfolgen paar (K1(j); K2(k)) abgeleiteten Signalteilfolgenpaare (2-15) aufgeführt:
It was found that, in addition to the signal substring pairs (K1 (j), K2 (k)), which are taken from a set of signal substring pairs (K1 (j), K2 (k)), which are listed in Table 1 of the description, also certain signal sequence pairs, which are derived from a signal sequence pair (K1 (j); K2 (k)) taken from this set, lead to signal sequences with similarly good properties with regard to their use for the purpose of synchronization. It was found that 15 further signal partial sequence pairs with similarly good properties can be derived from each of the signal partial sequence pairs listed in Table 1. In the following, these signal partial sequence pairs (2-15) derived from the signal partial sequence pairs (K1 (j); K2 (k)) derived from the set listed in Table 1 are listed:

1. (K1 (j); K2 (k))
2. (K1 (j); K2 (k) g)
3. (K1 (j); K2 (k) k)
4. K1 (j); K2 (k) gk)
5. (K1 (j) i; K2 (k))
6. (K1 (j) i; K2 (k) g)
7. (K1 (j) i; K2 (k) k)
8. (K1 (j) i; K2 (k) gk)
9. (K1 (j) g; K2 (k))
10. (K1 (j) g; K2 (k) g)
11. (K1 (j) g; K2 (k) i)
12. (K1 (j) g; K2 (k) gi)
13. (K1 (j) gi; K2 (k))
14. (K1 (j) gi; K2 (k) g)
15. (K1 (j) gi; K2 (k) i)
16. (K1 (j) gi; K2 (k) gi)

Dabei steht eine Signalteilfolge Xg für die zur Signalteil folge X gespiegelten Signalteilfolge; eine Signalteilfolge Xi steht für die zur Signalteilfolge X invertierte (+1 wird zu -1; -1 wird zu +1) Signalteilfolge; eine Signalteilfolge Xig steht für die zur Signalteilfolge X invertierte und gespie gelte Signalteilfolge.A signal sub-sequence Xg stands for the signal part follow X mirrored partial signal sequence; a signal sub-sequence Xi stands for the one inverted to the signal sub-sequence X (+1 becomes -1; -1 becomes +1) partial signal sequence; a signal sub-sequence Xig stands for the inverted and spawned to the signal sub-sequence X. applicable signal sequence.

Im Rahmen der Erfindung liegen somit 75008 = 16 . 4688 Si gnalteilfolgenpaare, die aus einer grundsätzlich möglichen Menge von 4294967296 ( = 2ˆ16 . 2ˆ6) 16-stelligen binären Si gnalteilfolgenpaaren ausgewählt wurden. Die ausgewählten Si gnalteilfolgen bilden also nur eine sehr kleine Teilmenge der grundsätzlich möglichen Menge von 16-stelligen binären Si gnalteilfolgenpaaren (75008 / 4294967296 = 1,746 . 10ˆ-5).Within the scope of the invention, 75008 = 16. 4688 Si Signal sequence pairs that consist of a fundamentally possible Amount of 4294967296 (= 2ˆ16. 2ˆ6) 16-digit binary Si signal sequence pairs have been selected. The selected Si Signal sequences therefore only form a very small subset of the basically possible amount of 16-digit binary Si Signal sequence pairs (75008/4294967296 = 1,746. 10ˆ-5).

Als besonders vorteilhaft erwies sich die Verwendung einer Signalfolge K(i), die aus dem Signalteilfolgenpaar (K1(j); K2(k)) = (35f1; 3d22) oder einem davon abgeleiteten Signalteilfolgenpaar erhältlich oder bildbar ist. The use of a proved to be particularly advantageous Signal sequence K (i), which consists of the signal partial sequence pair (K1 (j); K2 (k)) = (35f1; 3d22) or one derived from it Signal partial sequence pair is available or can be formed.

Fig. 2 zeigt eine Funkstation, die eine Mobilstation MS sein kann, bestehend aus einer Bedieneinheit oder Interface- Einheit MMI, einer Steuereinrichtung STE, einer Verarbei tungseinrichtung VE, einer Stromversorgungseinrichtung SVE, einer Empfangseinrichtung EE und ggf. einer Sendeeinrichtung SE. Fig. 2 shows a radio station, which can be a mobile station MS, consisting of an operating unit or interface unit MMI, a control device STE, a processing device VE, a power supply device SVE, a receiving device EE and possibly a transmitting device SE.

Die Steuereinrichtung STE besteht im wesentlichen aus einem programmgesteuerten Mikrocontroler MC, der schreibend und le send auf Speicherbausteine SPE zugreifen kann. Der Microcon troler MC steuert und kontrolliert alle wesentlichen Elemente und Funktionen der Funkstation.The control device STE essentially consists of a program-controlled microcontroller MC, the writing and le send can access SPE memory modules. The Microcon troler MC controls and controls all essential elements and functions of the radio station.

Die Verarbeitungseinrichtung VE kann auch durch einen digita len Signalprozessor DSP gebildet sein, der ebenfalls auf Speicherbausteine SPE zugreifen kann.The processing device VE can also by a digita len signal processor DSP be formed, also on Memory modules SPE can access.

In den flüchtigen oder nicht flüchtigen Speicherbausteinen SPE sind die Programmdaten, die zur Steuerung der Funkstation und des Kommunikationsablaufs, insbesondere auch der Signali sierungsprozeduren, benötigt werden und während der Verarbei tung von Signalen entstehende Informationen gespeichert. Au ßerdem können darin Signalfolgen K(i), die zu Korrelations zwecken verwendet werden, und Zwischenergebnisse von Korrela tionssummenberechnungen gespeichert werden. Die im Rahmen der Erfindung liegenden Signalfolgen K(i) können also in der Mo bilstation und/oder der Basisstation abgespeichert sein. Es ist auch möglich, daß ein oder mehrere der in Tabelle 1 auf geführten Signalteilfolgenpaare (K1(j); K2(k)) in der Mobil station und/oder der Basisstation abgespeichert sind. Es ist auch möglich, daß in der Mobilstation und/oder der Basissta tion eine Signalfolge K(i) aus einem Signalteilfolgenpaar (K1 (j); K2 (k)) gebildet wird.In volatile or non-volatile memory chips SPE is the program data used to control the radio station and the communication process, especially the Signali procedures, are needed and during processing information generated by signals is stored. Au In addition, it can signal sequences K (i) that lead to correlation used for purposes and interim results by Korrela sum calculations can be saved. The under the Signal sequences K (i) according to the invention can thus be in the Mo bilstation and / or the base station can be stored. It it is also possible that one or more of the in Table 1 led partial signal sequence pairs (K1 (j); K2 (k)) in the mobile station and / or the base station are stored. It is also possible that in the mobile station and / or the base station tion a signal sequence K (i) from a signal partial sequence pair (K1 (j); K2 (k)) is formed.

Insbesondere kann in einer Basisstation oder in allen Basis stationen eines Systems eine Signalfolge K(i) abgespeichert sein, die in festen oder variablen Abständen zu Synchronisa tionszwecken ausgesendet wird. In der Mobilstation MS ist das Signalteilfolgenpaar (K1(j); K2(k)), aus dem die in der Basis station abgespeicherte Signalfolge K(i) bildbar ist oder ge bildet werden kann, abgespeichert und wird zur Synchronisati on der Mobilstation mit einer Basisstation zur rechenauf wandsgünstigen Korrelationssummenberechnung herangezogen.In particular, in one base station or in all base Stations of a system stored a signal sequence K (i) be that at fixed or variable intervals to Synchronisa tion purposes is broadcast. That is in the mobile station MS Signal partial sequence pair (K1 (j); K2 (k)), from which those in the base station stored signal sequence K (i) can be formed or ge can be formed, saved and becomes the Synchronisati on the mobile station with a base station for computing wall-friendly correlation sum calculation.

Der Hochfrequenzteil HF besteht ggf. aus der Sendeeinrichtung SE, mit einem Modulator und einem Verstärker V und einer Emp fangseinrichtung EE mit einem Demodulator und ebenfalls einem Verstärker. Durch Analog/Digitalwandlung werden die analogen Audiosignale und die analogen von der Empfangseinrichtung EE stammenden Signale in digitale Signale gewandelt und vom di gitalen Signalprozessor DSP verarbeitet. Nach der Verarbei tung werden ggf. die digitalen Signale durch Digital/Analog wandlung in analoge Audiosignale oder andere Ausgangssignale und analoge der Sendeeinrichtung SE zuzuführende Signale ge wandelt. Dazu wird gegebenfalls eine Modulation bzw. Demodu lation durchgeführt.The high-frequency part HF may consist of the transmitter SE, with a modulator and an amplifier V and an Emp catching device EE with a demodulator and also one Amplifier. Through analog / digital conversion, the analog Audio signals and the analog from the receiving device EE originating signals converted into digital signals and di processed signal processor DSP. After processing If necessary, the digital signals are processed by digital / analog conversion into analog audio signals or other output signals and analog signals to be supplied to the transmission device SE changes. For this purpose, a modulation or demodulation may be used lation carried out.

Der Sendeeinrichtung SE und der Empfangseinrichtung EE wird über den Synthesizer SYN die Frequenz eines spannungsgeregel ten Oszilators VCO zugeführt. Mittels des spannungsgesteuer ten Oszillators VCO kann auch der Systemtakt zur Taktung von Prozessoreinrichtungen der Funkstation erzeugt werden.The transmitting device SE and the receiving device EE the frequency of a voltage control via the synthesizer SYN ten oscillator VCO supplied. By means of the voltage control The oscillator VCO can also be used to clock the system clock Processor devices of the radio station are generated.

Zum Empfang und zum Senden von Signalen über die Luftschnitt stelle eines Mobilfunksystems ist eine Antenneneinrichtung ANT vorgesehen. Bei einigen bekannten Mobilfunksystemen, wie dem GSM (Global System for Mobile Communication) werden die Signale zeitlich gepulst in sogenannten bursts empfangen und gesendet.To receive and send signals over the air section The place of a mobile radio system is an antenna device ANT provided. In some known mobile radio systems, such as the GSM (Global System for Mobile Communication) Signals received and pulsed in time in so-called bursts Posted.

Bei der Funkstation kann es sich auch um eine Basisstation BS handeln. In diesem Fall wird das Lautsprecherelement und das Mikrophonelement der Bedieneinheit MMI durch eine Verbindung zu einem Mobilfunknetz, beispielsweise über einen Basisstati onscontroler BSC bzw. eine Vermittlungseinrichtung MSC er setzt. Um gleichzeitig Daten mit mehreren Mobilstationen M5 auszutauschen, verfügt die Basisstation BS über eine entspre chende Vielzahl von Sende- bzw. Empfangseinrichtung.The radio station can also be a base station BS act. In this case, the speaker element and that Microphone element of the MMI control unit through a connection to a mobile network, for example via a base status onscontroler BSC or a switching device MSC er puts. To simultaneously transmit data with several M5 mobile stations to replace, the base station BS has a corresponding a large number of transmitting or receiving device.

In Fig. 3 ist eine Empfangssignalfolge E(1), bei der es sich auch um ein von einem Empfangssignal abgeleitete Signalfolge handeln kann, der Länge w dargestellt. Zur Berechnung einer ersten Korrelationssumme S0 entsprechend eingangs angegebener Formel werden Elemente eines ersten Abschnitts dieser Emp fangssignalfolge E(1) paarweise mit den entsprechenden Ele menten der Signalfolge K(i) der Längen multipliziert, und die Länge der resultierenden Teilergebnisse zur Korrelations summe S0 aufaddiert.In Fig. 3, a received signal sequence E (1), in which it can also be a derived from a received signal burst, the length w is illustrated. To calculate a first correlation sum S0 according to the formula given at the beginning, elements of a first section of this received signal sequence E (1) are multiplied in pairs by the corresponding elements of the signal sequence K (i) of the lengths, and the length of the resulting partial results is added to the correlation sum S0.

Zur Berechnung einer weiteren Korrelationssumme S1 wird die Signalfolge K(i) wie in der Figur bildlich dargestellt um ein Element nach rechts verschoben und die Elemente der Signal folge K(i) mit den entsprechenden Elementen der Signalfolge E(1) paarweise multipliziert, und durch eine Summation der entstehenden Teilergebnisse wieder die Korrelationssumme S1 gebildet.To calculate a further correlation sum S1, the Signal sequence K (i) as shown in the figure by one Element shifted to the right and the elements of the signal follow K (i) with the corresponding elements of the signal sequence E (1) multiplied in pairs, and by a summation of the resulting partial results again the correlation sum S1 educated.

Die paarweise Multiplikation der Elemente der Signalfolge mit entsprechenden Elementen der Empfangssignalfolge und die an schließende Summation kann auch in Vektorschreibweise als die Bildung eines Skalarproduktes beschrieben werden, sofern man jeweils die Elemente der Signalfolge und die Elemente der Empfangssignalfolge zu einem Vektor eines kartesischen Koor dinatensystems zusammenfaßt:
The pairwise multiplication of the elements of the signal sequence with corresponding elements of the received signal sequence and the subsequent summation can also be described in vector notation as the formation of a dot product, provided that the elements of the signal sequence and the elements of the received signal sequence are combined to form a vector of a Cartesian coordinate system:

In den so ermittelten Korrelationssummen S kann das Maximum gesucht werden, das Maximum der Korrelationssummen S mit ei nem vorgegebenen Schwellwert verglichen werden, und so ermit telt werden, ob in dem Empfangssignal E(1) die vorgegebene Signalfolge K(i) enthalten ist und wenn ja, wo im Empfangs signal E(1) sie sich befindet, und so zwei Funkstationen mit einander synchronisiert werden bzw. Daten, denen ein indivi dueller Spreizcode in Form einer Signalfolge K(i) aufmodu liert wurde, detektiert werden.The maximum can be found in the correlation sums S determined in this way are searched, the maximum of the correlation sums S with ei be compared to a predetermined threshold value, and thus determined be determined whether in the received signal E (1) the predetermined Signal sequence K (i) is included and if so, where in the reception signal E (1) it is, and so two radio stations with are synchronized with each other or data to which an individual dual spread code in the form of a signal sequence K (i) aufmodu was detected.

In Fig. 4 ist wieder die Empfangssignalfolge E(1)und als Korrelationsfolge eine Signalfolge K(i), die auf den Si gnalteilfolgen K1(j), K2(k) basiert, dargestellt.In FIG. 4, the received signal sequence E (1) and as a correlation sequence, a signal sequence K (i), the gnalteilfolgen on the Si K1 (j) K2 (k) is again based, is shown.

In Fig. 5 ist die Bildung einer Signalfolge K(i) darge stellt, die auf zwei Signalteilfolgen K2(k) der Länge n2 und K1(j) der Länge n1 basiert. Dazu wird die Signalteilfolge K2(k) n1 mal wiederholt, und dabei durch die Signalteilfolge K1(j) moduliert. Die Bildung der Signalfolge K(i) läßt sich mathematisch auch durch folgende Formel ausdrücken:
In Fig. 5 the formation of a signal sequence K (i) is Darge is based on two signal sequence K2 (k) of length n2 and K1 (j) of length n1. For this purpose, the signal sub-sequence K2 (k) is repeated n1 times and modulated by the signal sub-sequence K1 (j). The formation of the signal sequence K (i) can also be expressed mathematically by the following formula:

K (i) = K2 (i mod n1) . K1 (i div n2)K (i) = K2 (i mod n1). K1 (i div n2)

Dabei bezeichnet mod den ganzzahligen Rest einer Division und div das ganzzahlige Ergebnis einer Division.Here mod denotes the integer remainder of a division and div the integer result of a division.

Dies ist bildlich dargestellt durch eine Folge f2, die aus den wiederholten, nacheinander abgebildeten Signalteilfolgen K2(k) besteht, und eine Folge f1, die durch eine gedehnte Si gnalteilfolge K1(j) über der Folge f2 abgebildet ist. This is illustrated by a sequence f2 that consists of the repeated signal sequences that are shown one after the other K2 (k), and a sequence f1, which is represented by an expanded Si Signal sequence K1 (j) is shown above the sequence f2.

Durch eine Multiplikation der Elemente der Folge f2 mit den entsprechenden über der Folge f2 abgebildeten Elementen der Folge f1 entsteht die neue Signalfolge K(i) der Längen. Die se Erzeugung einer Signalfolge K(i) ist unten im Bild noch einmal anhand eines Beispiels zweier binärer Signalteilfolgen der Länge 4 dargestellt.By multiplying the elements of sequence f2 by the corresponding elements depicted over the sequence f2 Sequence f1 creates the new signal sequence K (i) of lengths. The The generation of a signal sequence K (i) is still in the picture below using an example of two binary signal sequences the length 4 shown.

Derart gebildete Signalfolgen K(i) können zur vereinfachten Berechnung von Korrelationssummen dieser Signalfolgen K(i) mit Empfangssignalfolgen E(1) genutzt werden.Signal sequences K (i) formed in this way can be simplified Calculation of correlation sums of these signal sequences K (i) can be used with received signal sequences E (1).

Eine schematische Darstellung einer derartigen vereinfachten und somit auch schnelleren und aufwandgünstigeren Berechnung von Korrelationssummen S ist in den Fig. 6 bis 8 darge stellt, auf die im folgenden eingegangen wird.A schematic representation of such a simplified and thus also faster and less expensive calculation of correlation sums S is shown in FIGS . 6 to 8, which will be discussed below.

Zunächst wird eine Teilkorrelationssumme TS(z) gebildet. Dazu wird beispielsweise für das erste Element der Teilkorrelati onssummenfolge TS(0) die Korrelationssumme der zweiten Si gnalteilfolge K2(k) mit dem entsprechenden Abschnitt der Emp fangssignalfolge E(1) gebildet.
First, a partial correlation sum TS (z) is formed. For this purpose, for the first element of the partial correlation sum sequence TS (0), the correlation sum of the second signal partial sequence K2 (k) is formed with the corresponding section of the received signal sequence E (1).

Für das zweite Element der Teilkorrelationssummenfolge TS(1) wird die zweite Signalteilfolge K2(k) wie bildlich darge stellt um ein Element verschoben und ebenfalls die Korrelati onssumme mit dem entsprechenden Element der Empfangssignal folge E(1) gebildet usw.
For the second element of the partial correlation sum sequence TS ( 1 ), the second signal partial sequence K2 (k) is shifted by one element, as illustrated, and the correlation sum is also formed with the corresponding element of the received signal sequence E (1), etc.

Das n-te Element der Teilkorrelationssummenfolge TS(n1*n2-1) wird nach n-1 Verschiebungen der zweiten Signalteilfolge K2(k) gegenüber der Empfangssignalfolge E (1) entsprechend be rechnet.
The nth element of the partial correlation sum sequence TS (n1 * n2-1) is calculated accordingly after n-1 shifts of the second signal partial sequence K2 (k) with respect to the received signal sequence E (1).

Die so entstehende Teilkorrelationssummenfolge TS(z) ist im oberen Bereich der Fig. 7 dargestellt. Aus dieser Teilkorre lationssummenfolge wird nun jedes n2-te-Element ausgewählt und mit dem entsprechenden Element der ersten Signalteilfolge K1(j) paarweise multipliziert.The resulting partial correlation sum sequence TS (z) is shown in the upper area of FIG. 7. Each n2-th element is now selected from this partial correlation sum sequence and multiplied in pairs with the corresponding element of the first signal partial sequence K1 (j).

Faßt man die ausgewählten Elemente der Teilkorrelationssum menfolge TS(z) und die erste Signalteilfolge K1(j) jeweils zu Vektoren zusammen, so wird die erste Korrelationssumme S0 durch das Skalarprodukt dieser beiden Vektoren erzeugt.
If the selected elements of the partial correlation sum sequence TS (z) and the first signal partial sequence K1 (j) are combined into vectors, the first correlation sum S0 is generated by the dot product of these two vectors.

Fig. 7 zeigt im unteren Bereich die entsprechende Berechnung weiterer Korrelationssummen S1 bzw. S2 durch die Auswahl n2- ter um 1 bzw. 2 rechts von den als erstes ausgewählten Ele menten liegenden Elemente:
Fig. 7 shows in the lower region, the corresponding calculation of further correlation sums S1 and S2 by selecting n2 th to 1 and 2 to the right of the selected first ele ments lying elements:

Durch die Speicherung einmal berechneter Teilkorrelationssum men TS kann auf diese bei der späteren Berechnung von weite ren Korrelationssummen zurückgegriffen werden, und somit auf die entsprechenden Rechenschritte verzichtet werden.By storing the partial correlation sum calculated once men TS can use this for the later calculation of distance their correlation sums are used, and thus the corresponding calculation steps are dispensed with.

Je nach Ausführungsvariante kann entweder zunächst die kom plette Teilkorrelationssumnenfolge TS(z) über die ganze Emp fangssignalfolge E(1) berechnet werden und dann die einzelnen Korrelationssummen oder erst bei Bedarf zur Berechnung einer neuen Korrelationssumme die entsprechenden zusätzlich benö tigten Teilkorrelationssummen berechnet werden.Depending on the design variant, the com complete partial correlation sequence TS (z) over the whole emp catch signal sequence E (1) and then the individual Correlation sums or only when necessary to calculate a new correlation sum, the corresponding additional partial correlation sums are calculated.

Fig. 8 zeigt nochmals das aus zwei Schritten bestehende Ver fahren zur Berechnung von Korrelationssummen S. diesmal an hand des in Fig. 5 dargestellten Beispiels zweier binärer Signalteilfolgen der Länge 4. FIG. 8 again shows the two-step method for calculating correlation sums S. this time using the example of two binary signal sequences of length 4 shown in FIG. 5.

In einem ersten Schritt werden die Teilkorrelationssummen TS(z) der zweiten Signalteilfolge K2(k) ++-+ mit entsprechen den Abschnitten der Empfangssignalfolge E(1) berechnet, und dann in einem zweiten Schritt jedes vierte Element der so er zeugten Teilkorrelationssummenfolge TS(z) ausgewählt, mit dem entsprechenden Element der ersten Signalteilfolge K1(j) +--+ multipliziert und zur Korrelationsfolge S0 aufsummiert.In a first step, the partial correlation sums TS (z) correspond to the second signal sub-sequence K2 (k) ++ - + calculated the sections of the received signal sequence E (1), and then in a second step every fourth element of the so he witnessed partial correlation sum sequence TS (z) selected with the corresponding element of the first signal sub-sequence K1 (j) + - + multiplied and summed up to the correlation sequence S0.

Die dick gezeichneten Linien stellen dabei die neu durchzu führenden Berechnungsschritte dar für die Berechnung einer weiteren Korrelationssumme S1, für den Fall, daß die übrigen Teilkorrelationssummen TS schon zuvor berechnet und abgespei chert wurden.The thick lines represent the new ones leading calculation steps for the calculation of a further correlation sum S1, in the event that the others Partial correlation sums TS previously calculated and saved were saved.

Diese Ausführungsvariante kann möglichst speichereffizient durchgeführt werden, wenn zunächst jede n2-te Teilkorrelati onssumme berechnet wird. Dazu werden die Abtastwerte zwi schengespeichert.This variant can be as memory efficient as possible be carried out if every n2-th partial correlati sum is calculated. For this purpose, the samples between cached.

Die Fig. 9 bis 10 stellen eine andere Ausführungsvariante zur vereinfachten Berechnung von Korrelationssummen S anhand des schon oben erwähnten Beispiels zweier binärer Signalteil folgen der Länge 4 vor. FIGS. 9 to 10 illustrate another embodiment for simplified calculation of correlation sums S based on the already above-mentioned example of two binary signal sequence of length 4 before.

Dabei wird zunächst jedes 4. Element der Empfangssignalfolge E(1) ausgewählt und die Teilkorrelationssummenfolge TS(z) der so ausgewählten Elemente mit der Signalteilfolge K1 (j) ge bildet. Aus der so entstehenden Teilkorrelationssummenfolge TS(z) werden jeweils 4 aufeinander folgende Elemente ausge wählt, paarweise mit entsprechenden Elementen der Signalteil folge K2(k) multipliziert und die resultierenden Teilergeb nisse zur Korrelationssumme S aufsummiert. Dabei stellen wie der die dick gezeichneten Linien die zusätzlich nötigen Schritte zur Berechnung einer weiteren Korrelationssumme S1 dar, für den Fall, daß die anderen Teilkorrelationssummen TS zuvor schon berechnet und abgespeichert wurden.First every 4th element of the received signal sequence E ( 1 ) is selected and the partial correlation sum sequence TS (z) of the elements selected in this way forms with the signal partial sequence K1 (j) ge. From the partial correlation sum sequence TS (z) thus created, 4 successive elements are selected, multiplied in pairs by corresponding elements of the signal part sequence K2 (k) and the resulting partial results are summed up to form the correlation sum S. Here, like the thick lines, represent the additional steps required for calculating a further correlation sum S1, in the event that the other partial correlation sums TS have already been calculated and stored beforehand.

Fig. 10 zeigt nochmals die Berechnung einer ersten Korrela tionssumme S0 bei der zunächst jedes 4. Element der Empfangs signalfolge E(1) ausgewählt wird, diese Elemente mit entspre chenden Elementen der ersten Signalteilfolge K1(j) +--+ mul tipliziert werden und durch Summation der Teilergebnisse die Teilkorrelationssunme TS(0) berechnet wird. In einem zweiten Schritt werden die ersten vier aufeinander folgenden Elemente der Teilkorrelationssummenfolge TS(z) mit den entsprechenden Elementen der zweiten Signalteilfolge K2(k) ++-+ multipli ziert und die entstehenden Teilergebnisse zur Korrelations summe S0 aufsummiert. Fig. 10 shows again the calculation of a first correlation sum S0 in which every fourth element of the received signal sequence E (1) is selected, these elements are multiplied with corresponding elements of the first partial signal sequence K1 (j) + - + and the partial correlation sum TS (0) is calculated by summing the partial results. In a second step, the first four successive elements of the partial correlation sum sequence TS (z) are multiplied by the corresponding elements of the second signal partial sequence K2 (k) ++ - + and the resulting partial results are summed up to the correlation sum S0.

Bei dieser Ausführungsvariante wird weniger Speicher zum Zwi schenspeichern der Teilkorrelationssummen benötigt, wenn die Summen sukzessive berechnet werden.In this embodiment variant, less memory becomes shared the partial correlation sums required if the Totals are calculated successively.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung macht von der durch das regelmäßige Konstruktionsprinzip der Signalfolge K(i) be dingten regelmäßigen (fast periodischen) Struktur der ape riodischen Autokorrelationsfunktion dieser Signalfolge Ge brauch. Dies bedeutet, daß sich bei der Suche eines Signals nicht nür ein Haupt-Maximum ergibt, sondern in regelmäßigen Abständen auch Nebenmaxima auftreten. Zur beschleunigten Su che nach der Signalfolge in der Empfangssignalfolge kann man die Regelmäßigkeit der Lage der Maxima ausnutzen. Sobald ein Nebenmaxima gefunden wurde, kann man aufgrund der Periodizi tät die Lage der anderen Maxima vorhersagen, d. h. man berech net die Korrelationssumme lediglich an diesen Stellen. Auf diese Weise kann man schnell das Hauptmaximum detektieren. Allerdings kann es sich bei dem vermeintlichen Nebenmaximum auch nur um einen zufällig (wegen des Rauschanteils) erhöhten Wert handeln. In diesem Fall wird man an den potentiellen Stellen des erwarteten Hauptmaximums tatsächlich kein Maximum finden. Daher wird in diesem Fall die Hypothese verworfen und die Berechnung konventionell fortgesetzt.Another embodiment of the invention is made by the regular construction principle of the signal sequence K (i) be conditioned regular (almost periodic) structure of the ape periodic autocorrelation function of this signal sequence Ge need. This means that when looking for a signal results not only in a main maximum, but in regular ones Intervals also occur secondary maxima. For accelerated su che according to the signal sequence in the received signal sequence take advantage of the regularity of the location of the maxima. Once a Secondary maxima were found, based on the periodizi predict the location of the other maxima, d. H. one calculates the correlation sum only at these points. On in this way you can quickly detect the main maximum. However, it can be the supposed secondary maximum even by a random increase (because of the noise component) Act worth. In this case, one will look at the potential The expected main maximum is actually not a maximum Find. Therefore in this case the hypothesis is rejected and the calculation continues conventionally.

Man kann die durch das Konstruktionsprinzip der Signalfolgen bedingte Regelmäßigkeit der Nebenmaxima aber auch zur Elimi nierung und Korrektur störender Nebenmaxima im Korrelati onsergebnis ausnutzen. Nach der Detektion des Maximums kann man aus dem Maximum die Nebenmaxima berechnen und diesen Wert von den entsprechenden Korrelationsergebnissen subtrahieren. Auf diese Weise erhält man das Korrelationsergebnis einer (hypothetischen) Folge mit perfekter Autokorrelationsfunkti on. Dadurch ergibt sich durch die Regelmäßigkeit der Nebenma xima eine stark vereinfachte Berechnung. One can do this through the construction principle of the signal sequences conditional regularity of the secondary maxima but also to the elimi nation and correction of disturbing secondary maxima in the correlation Take advantage of the result. After detection of the maximum can one can calculate the secondary maxima from the maximum and this value subtract from the corresponding correlation results. In this way you get the correlation result of a (Hypothetical) sequence with perfect autocorrelation function on. This results from the regularity of the secondary measure xima a very simplified calculation.

Fig. 11 zeigt ein Performancediagramm der erindungsgemäßen Signalteilfolgenpaare in ihrer Verwendung zur Bildung von Si gnalfolgen, die zu Synchronisationszwecken übertragen werden. An der x-Achse ist das chip/noise Verhältnis aufgetragen. An der y-Achse ist der Synchronisationsfehler aufgetragen. Es sind jeweils bei einem Frequenzversatz von 0, 5, 10 kHz die Performance-Graphen eines herkömmlichen Gold Codes und einer auf einem erindungsgemäßen Signalteilfolgenpaar (Neuer H- Code) basierenden Signalteilfolge dargestellt. Es zeigt sich, daß sich die beiden Folgen hinsichtlich der Synchronisations fehler kaum unterscheiden. Allerdings kann durch die Verwen dung der auf einem erindungsgemäßen Signalteilfolgenpaar (Neuer H-Code) basierenden Signalteilfolge die Ermittlung dieser Signalfolge in einer Empfangssignalfolge mit erheblich weniger Rechenleistung durchgeführt werden. Fig. 11 shows a performance graph of gnalfolgen erindungsgemäßen signal sequence pairs in their use in the formation of Si which are transmitted for synchronization purposes. The chip / noise ratio is plotted on the x-axis. The synchronization error is plotted on the y-axis. At a frequency offset of 0, 5, 10 kHz, the performance graphs of a conventional gold code and a partial signal sequence based on a pair of signal sequences (New H code) according to the invention are shown. It turns out that the two consequences hardly differ in terms of synchronization errors. However, by using the partial signal sequence based on an inventive signal partial sequence pair (new H code), the determination of this signal sequence can be carried out in a received signal sequence with considerably less computing power.

Table 1

Menge von Signalteilfolgenpaaren (K1(j); K2(k)) in hexadezimaler Darstellung Set of signal partial sequence pairs (K1 (j); K2 (k)) in hexadecimal notation

K1(j); K2(k)) 1 | K1 (j); K2 (k)) 1 |

Claims

1. Method for forming a signal sequence K (i) of length 256, in which
the signal sequence K (i) is based on a first signal sub-sequence K1 (j) of length 16 and a second signal sub-sequence K2 (k) of length 16, wherein
the second signal sub-sequence K2 (k) is repeated 16 times and is modulated with the first signal sub-sequence K1 (j), and
the first partial signal sequence K1 (j) and the second partial signal sequence K2 (k) form a partial signal sequence pair (K1 (j), K2 (k)) which consists of a set of partial signal sequence pairs (K1 (j), K2 (k)) which is given in Table 1 of the description, is taken, or is derived from a pair of partial signals (K1 (j); K2 (k)) taken from this set.

2. The method as claimed in claim 1, in which the signal sequence K (i) is formed by modulating the second signal sub-sequence K2 (k) in accordance with the following rule:
K (i) = K2 (i mod n1). K1 (i div n2).

3. The method according to claim 1 or 2, in which the formation and / or transmission of the signal sequence K (i) for synchronization of at least two transmission units he follows.

4. The method according to any one of claims 1 to 3, in which the partial signal sequence pair (K1 (j); K2 (k)) = (35f1; 3d22) or a signal partial sequence pair derived therefrom to form the Signal sequence K (i) is used.

5. A method for determining a predetermined signal sequence K (i) contained in a received signal sequence E (1), which can be obtained by a method according to one of claims 1 to 4,
by determining the correlation sums S of the signal sequence K (i) with corresponding sections of the received signal sequence E (1), in which
a partial correlation sum sequence TS (z) of the signal partial sequence K2 (k) with corresponding parts of the received signal sequence E (1) is calculated, and
to calculate a correlation sum S 16 elements of the partial correlation sum sequence TS (z) are selected and multiplied by the signal partial sequence K1 (j) in the sense of a scalar product.

6. The method according to claim 5, wherein for the calculation of a correlation sum S 16 each 16 th Elements of the partial correlation sum sequence TS (z) selected become.

7. A method for determining a predetermined signal sequence K (i) contained in a received signal sequence E (1), which can be obtained by a method according to one of claims 1 to 4,
by determining the correlation sums S of the signal sequence K (i) with corresponding sections of the received signal sequence E (1), in which
a partial correlation sum sequence TS (z) of the signal partial sequence K1 (j) with selected elements of the received signal sequence E (1) is calculated, and
to calculate a correlation sum S 16 elements of the partial correlation sum sequence TS (z) in the sense of a scalar product are multiplied by the signal partial sequence K2 (k).

8. The method according to claim 7, wherein to calculate a partial correlation sum TS 16 16- te elements of the received signal sequence E (1) can be selected.

9. The method according to any one of claims 5 to 8, in which calculated partial correlation sums TS are stored and used to calculate a further correlation sum S. become.

10. A method for synchronizing a base station (BS) with a mobile station (MS), in which
the base station detects a signal sequence K (i) which can be obtained by a method according to one of claims 1 to 4, and
the mobile station determines the signal sequence K (i) according to one of claims 5 to 9.

11. Sending unit (BS) with
Means (SPE) for storing a signal sequence K (i) obtained by a method according to one of claims 1 to 4, and
Means for transmitting this signal sequence K (i) for the purpose of synchronization with a receiving unit (MS).

12. Sending unit (BS) with
Means (SPE) for storing a pair of signal sequences (K1 (j), K2 (k)),
Means for forming a signal sequence K (i) according to one of claims 1 to 4, and
Means for transmitting this signal sequence K (i) for the purpose of synchronization with a receiving unit (MS).

13. Receiver unit (MS) with
Means (SPE) for storing a signal substring pair (K1 (j); K2 (k)), which is taken from a set of signal substring pairs (K1 (j); K2 (k)), which is listed in Table 1 of the description, or is derived from a pair of signal sequences (K1 (j); K2 (k)) taken from this set,
Means for receiving a received signal sequence E (1), and
Means for determining a signal sequence K (i).

14. receiving unit (MS) according to claim 13 with Means for storing a pair of signal sequences (K1 (j); K2 (k)) = (35f1; 3d22) or one derived from it Signal substrings pair.

15. receiving unit (MS) according to one of claims 13 or 14 with
Means for determining a signal sequence K (i) according to one of Claims 5 to 8.

16. receiving unit (MS) according to one of claims 13 to 15 with
Means (SPE) for storing intermediate results (TS).